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可逆式锤式破碎机说明书

时间:2012-07-02返回列表

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可逆式锤式破碎机设计摘要

本文在传统破碎机的基础上研制了一种新型的可逆式破碎机,重点介绍了可逆式锤式破碎机的工作原理,并通过对关键零部件的强度校核计算优化了破碎机的整体结构,同时还分析了它的优缺点以及应用范围;然后对整个破碎机的结构进行了改进设计,其中主要是对转子的的改进设计及垂头材料的选择提供了合理的参数,从而可缩短整个产品的开发周期,提高产品的可靠性;其后对整个机器的操作、安装、维护进行了详细的说明,可为选煤企业破碎机的选择和使用提供参考。

锤式破碎机的图片

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第1章绪论

1.1锤式破碎机的分类

按回转轴数分为:单转子和双转子。按转子的回转方向分:不可逆式和可逆式。按锤头的排列方式分:单排式和多排式。按锤头在转子上的连接方式:固定锤式和活动锤式。

1.2锤式破碎机的优缺点

锤式破碎机的优点:

构造简单、尺寸紧凑、自重较小,单位产品的功率消耗小。生产率高,破碎比大(单转子式的破碎比可达i=10~15),产品的粒度小而均匀,呈立方体,过度破碎现象少。工作连续可靠,维护修理方便。易损零部件容易检修和拆换。

锤式破碎机的缺点:

主要工作部件,如:锤头、蓖条、衬板、转子、圆盘等磨损较快,尤其工作对象十分坚硬时,磨损更快。破碎腔中落入不易破碎的金属块时,易发生事故。含水量﹥12%的物料,或较多的粘土,出料篦条易堵塞使生产率下降,并增大能量损耗,以至加快了易损零部件的磨损。

锤式破碎机的性能特点:

无堵塞,避免了一般破碎机因物料在破碎腔中的滞留而使易损件加剧磨损的缺陷,大大延长了机件的使用寿命。节省投资,简化系统。当入料粒度较均匀时,完全可以取消筛选设备,使系统大大简化,减少了初投资。适应性强。能破碎各种煤,煤矸石,矿石,石灰石和其它各类化工以及矿物质等原料。性能稳定可靠。由于采用有效灵活的可调节破碎间隙结构,破碎粒度均匀级配合理,出料粒度的大小,可在调节机构调节范围内任意调整,最小粒径0-3毫米之间,中间粒径在7-0-10毫米之间,比较大粒径达0-30毫米之间。可使破碎粒度一次完成,无需二次破碎。解决了由于一次破碎粒度达不到要求而采取的二级破碎过程,减少了设备的初投资,降低了建设和生产中的各项费用。对物料湿度的适应性很强。当物料水份较大时,破碎机工作状态仍然正常,并能较好的满足出力及粒径的要求,解决了多数老式破碎机由于湿度大而带来的粘,堵,卡及出力不足等常见的老大难问题。出力性能可靠,运行效率较高。易损件寿命长。由于主要磨损件如锤头破碎板等选用了优质的耐磨合金钢材料,采用先进的铸锻造加工和热处理工艺,因此使备件寿命大大延长。节能环保,密封性好,噪音低。检修方便维护量很小。设备运行中除锤头,破碎板磨损外,其它构件几乎不磨损,因此检修维护极少,由于结构设计先进合理,在维护更换磨损件时,拆装十分方便。

可逆锤式破碎机的结构特点:

转子在顺时针方向上运行一定时间后(一般为8–24h),反方向逆时针运行同样长的时间,这样保证了锤头和两侧壳体上的破碎板磨损均匀一致。机壳能灵活开启,工作门关闭牢固,开启方便。具有独特的破碎间隙调节系统,可根据所需产品粒径及筛分特性的要求,自由调节。破碎物料的粒度大小可以随锤头顶端速度变化而变化。锤头,锤壁,破碎板使用耐磨材料制造,使用寿命不低于8000小时。机器的对称结构设计,提高了设备安装的自由度。入料斗设耐磨衬板或入料斗材料为耐磨材料。低部中央安装有收集不可破碎的铁质等杂物收集箱,能收集大量杂物,而后定期清除。同时,也比较大限度的避免了下游设备的卡涩,堵塞等常见事故的出现。主轴有可靠的自动润滑装置,轴承座采用一体式。能双向可逆运行。可逆式的工作方式,能够使锤头和破碎齿板均匀磨损,减少了停机更换配件的频率。

1.3锤式破碎机的规格和型号

锤式破碎机的规格用转子的直径D和长度L来表示,如ф1000mm×1200mm的锤式破碎机,表示转子的直径D=1000mm,转

子的长度L=1200mm。常见的型号有:不可逆式的:ф800mm×600mm,ф1000mm×800mm,ф1300mm×1600mm,

ф1600mm×1600mm,ф2000mm×1200mm。可逆式的:ф1430mm×1000mm,ф1000mm×1000mm。

第2章可逆式破碎机的工作原理及破碎实质

2.1可逆式锤式破碎机的工作原理

物料进入破碎机中,立即受到高速回转的锤头的冲击而粉碎。破碎了的物料,从锤头处获得动能,以高速向机壳内壁的衬板和篦条上冲击而第二次破碎。此后,小于篦条缝隙的物料,便从缝隙中排出,而粒度较大的物料,就弹回到衬板和篦条上的粒状物料,还将受到锤头的附加冲击破碎,在物料破碎的整个过程中,物料之间也相互冲击粉碎。为了避免篦缝被堵塞,通常要求物料含水不超过8~10%。

2.2可逆式锤式破碎机的破碎实质

破碎的目的和意义

⑴目的:在冶金、矿山、化工、水泥等工业部门,每年都有大量的原料和再利用的废料都需要用破碎机进行加工处理,如在选矿厂,为使矿石中的有用矿物达到单体分离,就需要用破碎机将原矿破碎到磨矿工艺所要求的粒度。磨机再将破碎机提供的原料磨至有用矿物单体分离的粒度。再如在水泥厂,须将原料破碎,以便烧成熟料,然后在将熟料用磨机磨成水泥。另外,在建筑和筑路业,需要用破碎机械将原料破碎到下一步作业要求的粒度。在炼焦厂、烧结厂、陶瓷厂、玻璃工业、粉末冶金等部门,须用破碎机械将原料破碎到下一步作业要求的粒度。

⑵意义:在化工、电力部门,破碎粉磨机械将原料破碎,粉磨,增加了物料的表面积,为缩短物料的化学反应的时间创造有利条件。随着工业的迅速发展和资源的迅速减小,各部门生产中废料的再利用是很重要的,这些废料的再加工处理需用破碎机械进行破碎。因此,破碎机械在许多部门起着重要作用。

矿石的力学性能与锤式破碎机的选择

矿石都由许多矿物组成,各矿物的物理机械性能相差很大,故当破碎机的施力方式与矿石性质相适应时,才会有好的破碎效果。对硬矿石,采用折断配合冲击来破碎比较合适,若用研磨粉碎,机件将遭受严重磨损。对于脆性矿石,采用劈裂和弯折破碎较有利,若用研磨粉碎,则产品中细粉会增多。对于韧性及粘性很大的矿石。采用磨碎较好。常见的软矿石有:煤、方铅矿、无烟煤等,它的抗压强度是2~4Mpa,比较大也不超过40Mpa。普式硬度系数一般为2~4,再如一些中硬矿石:花岗岩、纯褐铁矿、大理石等,抗压强度是120~150Mpa,普式硬度系数一般为12~15,还有硬矿石、极硬矿石,普式硬度系数一般为15~20。可根据矿物的物理机械性能、矿块的形状和所要求的产品粒度来选择破碎施力方式,以及与该破碎施力方式相应的破碎机械。

破碎过程的实质

破碎过程,必须是外力对被破碎物料做功,克服它内部质点间的内聚力,才能发生破碎。当外力对其做功,使它破碎时,物料的潜能也因功的转化而增加。因此,功率消耗理论实质上就是阐明破碎过程的输入功与破碎前后物料的潜能变化之间的关系。为了寻找这种能耗规律和减小能耗的途径。许多学者从不同的角度提供了若干个不同形式的破碎功耗学说。目前公认的有:面积学说,体积学说,裂缝学说。我们只做简单的介绍:

面积学说:1867年,Rittinger提出的,破碎消耗的有用功与新生成的物料的表面积成正比。

体积学说:1874年,俄国基尔皮切夫与18885年的基克先后独立提出,外力作用于物体发生变形,外力所做的功储存在物体内,成为物体的变形能。但一些脆性物料,在弹性范围内,它的应力与应变并不严格遵从虎克定律。变形能储至极限就会破裂。可以这样叙述:几何形状相似的同种物料,破碎成同样形状的产物,所需的功与她们的体积或质量成正比。

裂缝学说:1952年,Bond和中国留美学者王仁东提出的。外力使矿块发生变形,并贮存了部分变形能,一旦局部变形超过了临界点,则产生垂直与表面的断裂口。断裂口形成后贮存在料块的内部的变形能就释放,裂口扩展成新的表面。输入功一部分转化为新的生成面的表面能,另一部分因分子摩擦转化为热能释放。所以,破碎功包括变形能和表面能。变形能和体积成正比,表面能和面积成正比。三个学说各有一定的适用范围,Hukki实验研究表明:粗碎时,体积学说比较准确,裂缝学说与实际相差很大。细碎时,面积学说比较准确,裂缝学说计算的数据较小。粗碎、细碎之间的较宽的范围,裂缝学说较符合实际。只要正确的运用它们,就可以为分析研究破碎过程提供理论根据和方法。

第3章可逆式破碎机的构造

本设计是一台800×800mm单转子,可逆,多拍,铰接锤头的锤式破碎机。它适用于破碎石灰石、原煤和其他中等硬度物料,待破碎物料的表面含水不超过2%。这种机器是由传动装置、转子、格筛和机架等几部分组成。

3.1机架部分

机架由上下机架组成,彼此用螺栓固定在一起。上下机架是用20毫米普通碳素结构钢板焊接而成,两侧为了安装轴承以支持转子,钢板焊接成轴承支座。上机架的上方有给料口。机壳内壁全部镶以锰钢衬板,衬板磨损后可以更换,为了便于维修,在前、后机架均设有检查门。

3.2转子部分

锤式破碎机的转子是由主轴、一组转子圆盘(或三角、多角形挂锤体)和锤头组成。主轴是破碎机支承转子的主要零件,冲击力由它来承受。因此,要求主轴得材质具有较高强度和韧性,如用45号钢。主轴断面维圆形,比较大直径维110mm,轴承处为90mm。锤架用28mm宽的平键与轴连接。圆盘(即锤架)是用来悬挂锤头的。破碎机在运行时,锤架与物料接触,而造成磨损,所以,选择的材料要具有一定的耐磨性,并具有较好的焊接性能,局部出现磨损时,可进行补焊。整个转子是在高速旋转下工作,为了使它正常工作,在更换新锤头或新设计转子时,要对转子作静平衡和动平衡试验。下面把转子的几个主要部件的构造、材质和用途分别加以介绍:

主轴主轴是破碎机支承转子得主要零件,冲击力由它来承受。因此,要求主轴得材质具有较高强度和韧性,设计中采用的是45号钢制造而成。主轴的断面为圆形,比较大直径是110mm,轴承处为90mm。锤架用28mm宽的平键与轴连接。

圆盘圆盘是用来悬挂锤头的,它不起破碎物料得作用,但锤式破碎机在运行的过程中,圆盘免不了与物料接触造成磨损,所以圆盘的材质也要有一定得耐磨性。盘是用较优质的铸钢MG35B制作,该材质具有较好的焊接性,局部出现磨损时,可以进行补焊。该圆盘的结构简单,容易制作,检修和更换比较方便。圆盘上的锤头销轴孔共有六个,布置在直径430mm的圆周上。800×800可逆式破碎机的圆盘

锤头锤头是锤式破碎机最主要的零件,它主要的质量指标是耐磨性,提高他的耐磨性可以缩短锤式破碎机的检修停机时间,这就大大提高了锤式破碎机的利用率,从而减少了维修费用。锤式破碎机的锤头,它的材质是ZGMn13高锰钢,具有较高的耐磨性,并可承受冲击负荷。它的形状对称,一面磨损后还可以翻面使用。2800×800可逆式破碎机的锤头。

飞轮锤式破碎机的动能储备是靠飞轮来储备的。由于传动方式采用的是电动机直接带动,为了避免破碎较大块物料时,锤头的损失不至于过大和减少电动机的尖峰负荷,在主轴的一端装有飞轮,来增加动能的储备。3.3齿条锤式破碎机齿条的排列方式是与锤头运动方向垂直,与转子的回转半径有一定的间隙的圆弧状。合格的产品通过齿条缝排出,大于齿条缝的物料在齿条上再次受锤头冲击和研磨,直至能通过齿条缝排出。齿条与锤头一样,受到物料的冲击而磨损,是锤式破碎机易磨损的零件之一。齿条受到硬物料块或金属块的冲击,容易弯曲和折断,如图3所示,800×800锤式破碎机的齿条,其形状基本是三角形断面,材质为ZGMn13的高锰钢,具有较好的耐磨性,能承受一定的冲击负荷。齿条间的缝隙是由齿条中间凸出部分形成。

第4章可逆式破碎机的结构参数和工作参数的选择与计算

4.1基本结构参数

转子的直径与长度

转子的直径一般是根据所给物料的尺寸来决定的。通常转子的直径与所给物料尺寸之比为6~11,大型破碎机则近似取为3,由于800×800锤式破碎机为中型,所以直径与所给物料尺寸之比取6.7,而加工物料粒度≤120mm。

所以转子直径D’=6.7×120=840mm,本设计中转子直径D取值为800mm。转子的长度根据机器的生产能力而定,转子直径与长度的比值,一般为0.7~1.5,物料抗冲击力较强时,应该取较大的比值。由于800×800加工的物料为石灰石、煤或石膏这样一些中等硬度的矿石,所以比值取1。转子的长度L=D×1=800mmL=800mm

基本结构尺寸的确定

给物料的宽度和长度:锤式破碎机给料口宽度B>3dmax,[2]dmax表示比较大给料块的尺寸。B>3×120=360mmB>360mm

排料口尺寸:锤式破碎机的排矿口尺寸由齿条间隙尺寸决定,一般按入料粒度要求来确定。

4.2主要工作参数的计算生产率

生产率

目前,锤式破碎机还没有一个考虑了各种因素的理论计算公式,因此选用经验公式来计算。以破碎中等硬度物料来计算锤式破碎机的生产率:根据《破碎与筛分机械设计选用手册》知:

经验公式:Q=(30~45)DLδ吨/小时其中D——转子的直径,米;L——转子的长度,米;δ——物料的松散比重,吨/米3由于本次设计中D=800mm=0.8mL=800mm=0.8m物料的松散比重δ取1.57公式中的系数取中间值40则Q=40×0.8×0.8×1.57=40.192吨/小时根据计算结果,可以确定出800×800锤式破碎机的生产率为40吨/小时左右。

电机功率

锤式破碎机的功率消耗与很多因素有关,但主要功耗取决于物料的性质,转子的圆周速度,破碎比和生产能力。目前,锤式破碎机的电动机功率尚没有一个完整的理论计算公式,一般是根据生产实践或实验数据而用经验公式选择破碎机的电机功率。根据生产实践的实际资料老选择电动机功率:

N=KQ(KW)

Q——机器的生产能力,吨/小时,K——比功耗,千瓦/吨,比功耗由破碎物料的性质,锤式破碎机的构造特点和破碎比决定。对中等硬度的石灰石,锤式破碎机取K=1.4~2;粗碎时偏小取,细碎时偏大取。本次设计中要求将物料细碎,因此功耗偏大取K=1.88千瓦/吨Q=40吨/小时则N=KQ=40×1.88=75.2≈75KW根据电动机功率的计算结果,综合各种要求,选择JS系列三相鼠笼型异步电动机。型号为JS—115-6,功率75千瓦,转速980转/分。

转子转速

锤式破碎机的转子转速一般和所安装的电动机的额定转速相同。转子转速用锤头的圆周速度来控制。一般单转子锤式破碎机锤头

圆周速度V=35~55米/秒。转子转速n=750~1500转/分,综合各种因素,本次设计转子转速取n=980转/分。

锤头重量

锤式破碎机转子的转速n和锤头重量G是相互关联的,锤式破碎机不是靠回转部件的全部能量来破碎物料的,而是靠锤头的对物料的打击来完成物料的破碎,锤头的动能E为:

E——锤头的动能,米;

G——锤头的重量,牛;

g——重力加速度,米/秒2;

V——锤头的圆周速度,米/秒;

n——转子转速,转/分;

D——转子旋转时。

由于离心力的作用,锤头作辐射状,这时转子的外段直径就用D(米)表示。

锤头动能大小与锤头的重量成正比,即锤头越重,锤头的动能越大,破碎效率越高。但锤头的重量越大,旋转起来产生的离心力也越大,对锤式破碎机转子的其它零件都会有不同程度的影响,甚至损坏,因此,锤头的重量要适中。正确的选择锤头的重量对破碎机效果和能量消耗有很大作用。所选的锤头重量一定要满足锤击一次便使物料块破碎的要求,并使无用功的消耗达到最小值,同时,还必须不使锤头向后偏倒,为此,必须使锤头运动起来产生的动能等破碎物料所需要的打击功。

式中1K——转子圆周方向的锤头排数;2K——转子横向每排锤头的个数。转子每分钟n转时全部锤头所产生的动能。

由于给料的不均匀和物料的松散比不,实际上并不是全部锤头都能物料,其中有些锤头空过,因此,公式不必再乘以给料不均匀和物料松散系数。全部锤头每分钟所产生的动能Na是由电动机直接供给的,故使和电动机每分钟所发出的功率N相等,即可以为全部锤头所产生的打击力能够击碎加入的物料。亦即:N——锤式破碎机的电动机功率,千瓦;N=75KWD=0.8mm13K210Kn=980转/分。

只是考虑全部锤头运动起来产生的动能能够打碎物料,并没有考虑锤头打击物料后,它的速度损失大小。如果打击物料后,其速度损失过大,是这会使锤头绕自己的悬挂轴回转而向后偏斜过大,再下一次物料相遇时,它会空过而不破碎物料,因而会降低锤式破碎机的生产能力和增加无用功。当然,锤头打击物料产生的偏斜由于离心力而能够恢复到原来的位置,但必须再第二次打击物料前恢复正常位置,所以,锤头打击物料后只能允许速度损失50%~60%,利用动量相等的原理,可得:12GVGGV牛·米/秒12G米/秒。G——锤头重量折算到打击中心的重量,牛;1G——比较大物料块的重量,牛;V——锤头打击开始所具有的圆周线速度,米/秒;2V——锤头打击物料后的圆周线速度,米/秒。公式的系数等于0.5~0.4,即2V=(0.5~0.4)V米/秒。